王建華，卜清軍，許長義

(1. 山西省朔州市朔城氣象局 山西朔州036002；2. 天津市濱海氣象局 天津300457)

渤海風暴潮研究進展簡介

王建華1，卜清軍2，許長義2

(1. 山西省朔州市朔城氣象局 山西朔州036002；2. 天津市濱海氣象局 天津300457)

風暴潮的研究一直是人們關注的焦點，對其特征、活動規(guī)律及其發(fā)生發(fā)展的物理機制進行了深入探討，尤其將渤海風暴潮作為研究重點。在簡要回顧風暴潮國內(nèi)外主要研究成果的基礎上，重點總結了不同類型的渤海風暴潮以及影響風暴潮發(fā)生發(fā)展的主因，并在此基礎上討論了當前渤海風暴潮研究中存在的問題和未來的研究前景，以便進一步深入開展渤海風暴潮的研究，提高渤海風暴潮的預報準確率。

風暴潮 渤海 誘發(fā)因子 研究進展

0 引 言

風暴潮是指由于強烈大氣擾動而出現(xiàn)的海面異常升高的現(xiàn)象。[1]風暴潮災害是所有海洋災害中最嚴重的一種。我國風暴潮一般具有以下幾個特點：一年四季均有發(fā)生；發(fā)生次數(shù)較多；風暴潮位較高；規(guī)律較復雜，特別是在潮差大的淺水區(qū)，天文潮與風暴潮具有較明顯的非線性耦合效應，致使風暴潮的規(guī)律更為復雜。

渤海是我國風暴潮最嚴重的地區(qū)之一。渤海嚴重的風暴潮災害導致水位暴漲、堤岸決口、咸潮倒灌，直接危及當?shù)氐慕?jīng)濟建設、威脅沿海居民的生命財產(chǎn)安全。渤海海域的地形地貌及其地理位置的特殊性使其一年四季均有風暴潮發(fā)生。因此，開展渤海風暴潮研究，對防止和減少災害的發(fā)生具有重要的理論價值和實際意義。本文在較系統(tǒng)地介紹渤海風暴潮研究進展的基礎上，重點回顧了近幾十年來國內(nèi)外學者在此領域開展的工作，對渤海風暴潮的類型、誘發(fā)風暴潮的主要原因等幾方面給予回顧，并對相關問題進行討論，以便進一步深入開展該領域的研究工作，從而提高對渤海風暴潮所帶來的災害性天氣的預報預測能力。

1 國內(nèi)外相關研究進展

國外風暴潮研究始于20世紀20年代，最初主要是了解其現(xiàn)象、發(fā)生過程和初步探討其成因。風暴潮的研究方法主要有理論方法、經(jīng)驗統(tǒng)計預報方法和數(shù)值模擬方法，其中數(shù)值模擬方法是研究風暴潮最直接的方法。我國 20世紀 70年代的淺海風暴潮理論奠定了我國的風暴潮數(shù)值預報基礎。建立在該理論基礎上的二維全流模式使我國的風暴潮數(shù)值預報模式有很了大發(fā)展。于宜法等建立了渤海多年一遇最大增水值的計算方法，對2003年10月渤海灣風暴潮天氣系統(tǒng)進行了數(shù)值模擬和動力分析。

我國渤海風暴潮的研究始于20世紀70年代，最早由中國海洋大學完成第一次環(huán)渤海風暴潮實地考查，并提出了渤海經(jīng)驗預報方法。[1]之后在渤海風暴潮研究中同樣取得了較好效果和較大的研究進展。

2 渤海風暴潮類型的研究

風暴潮按其成因主要分為熱帶氣旋或臺風引起的臺風型風暴潮和由溫帶氣旋或冷空氣引起的溫帶氣旋風暴潮或冷鋒型風暴潮。無論哪一種天氣系統(tǒng)影響，其直接結果都是產(chǎn)生向岸大風導致風暴潮增水。目前來看，制約風暴潮模型預報能力的主要還是天氣預報模型的準確性，也就是海平面風場和海平面氣壓場的準確性，這也是業(yè)務人員在預報中需要特別關注的。因此研究不同天氣類型的渤海風暴潮對于準確預報風暴潮是十分必要的。

2.1 臺風型風暴潮

臺風是造成渤海西岸風暴潮的主要天氣系統(tǒng)之一，多見于夏秋季節(jié)，臺風的移向、移速、路徑、強度和持續(xù)時間均對風暴潮的產(chǎn)生及其潮位高低起關鍵性作用，其特點是：來勢猛、速度快、強度大、破壞力強。根據(jù)統(tǒng)計分析，臺風進入渤海后的路徑有 3條，分別為直接北上在東北平原登陸、西進在華北平原登陸以及東北方向移動在遼東半島登陸。對于臺風型風暴潮，業(yè)務人員既要考慮風應力效應對其的影響，又要考慮氣壓變化對風暴潮發(fā)生的影響。

2.2 冷鋒型風暴潮

冷鋒型風暴潮又稱溫帶氣旋風暴潮，指在春秋過渡季節(jié)，冷暖空氣在渤海灣頻繁交匯，其持續(xù)時間長，增水過程較為平緩；天氣形勢中，大多數(shù)冷鋒型風暴潮是在高空緯向環(huán)流型下發(fā)生的，其地面形勢為“北高南低”型，尤其是出現(xiàn)停滯或移動緩慢的強冷高壓時，可使渤海灣出現(xiàn)持續(xù)的偏東大風，海水倒灌，潮位猛增，形成風暴潮。統(tǒng)計結果表明，冷鋒型風暴潮是導致渤海風暴潮的主要天氣類型。

3 誘發(fā)渤海灣風暴潮的主要因子

風暴潮是一種自然現(xiàn)象，它的發(fā)生發(fā)展主要受天文、氣象、地理等因素的影響，因此以下分別從天文、氣象、地理3個方面分析誘發(fā)渤海風暴潮的原因。

3.1 天文因子

潮汐是海水在天體(主要為月球與太陽)引潮力作用下產(chǎn)生的周期性漲落運動，潮汐作用力主要是由月球?qū)Ω鞯睾Ｓ虻囊绷Ξa(chǎn)生的。從渤海 500年來歷史風暴年表中發(fā)現(xiàn)，風暴潮的時間基本是在朔、望及其前后2、3天的大潮期間。風暴潮能否成災，在很大程度上取決于其最大風暴潮是否與天文高潮相疊，因此天文因子是誘發(fā)渤海風暴潮的決定性因素。沒有天文大潮的存在，僅依靠氣象因素誘發(fā)渤海風暴潮災害的可能性是非常小的。渤海灣的警戒水位為4.9,m，當天文潮位超過 3.5,m時，如再配合其他有利于風暴增水的因素，就應引起預報員的關注。

3.2 氣象因子

3.2.1 氣壓

氣壓的急劇下降會引起海面升高，當內(nèi)外氣壓差變大時，海面因維持靜力平衡而上升，其上升的比例是：氣壓每下降 1,hPa，海面升高約 1,cm。氣壓下降是誘發(fā)深水風暴潮的主要強迫力，而對類似渤海這樣的淺海風暴潮則是次要的，因此一般情況下氣壓可以不予考慮。但當臺風中心移到渤海時，如 1972年7月27日，氣壓在 12,h內(nèi)下降約 13,hPa，這時氣壓變化對風暴潮的影響就應予以考慮。

3.2.2 降水

通常認為，降水對風暴潮的影響很小，但當沿海地區(qū)有強而急的降水，產(chǎn)生很大的地表徑流時，可使海面升高，對渤海風暴潮有一定影響。

3.2.3 風應力

渤海灣平均水深約18,m，是典型的半封閉淺海。馮士 筰院士指出，淺水風暴潮的一個重要特征是：與氣壓變化相比，風應力是風暴潮的主要強迫力。對于渤海風暴潮而言，主要是偏東或東北方向的風應力對增水最為有利。

3.3 地理因素

地理因素主要是指海岸線形狀、河口地形、地理位置等，在其他因素相同的情況下，因地理上的差異而導致風暴潮現(xiàn)象存在很大的差別。渤海灣呈喇叭型，形狀像肚大口小的葫蘆，又是淺海大陸架，由于地形集能作用，潮流經(jīng)海峽進入海灣繼續(xù)前進至灣底，潮波遇岸受阻產(chǎn)生反射波，導致灣底潮位急劇上升，非常有利于風暴潮的發(fā)展。由于特定的地理和天氣條件，渤海灣的風暴潮比鄰近海灣(如遼東灣、萊州灣等)嚴重。

4 結語與展望

綜上所述，近年來在渤海風暴潮的類型、主要影響因子等方面的研究取得了很多新的進展，研究結果不僅對于認識大氣運動和海洋運動的特征和規(guī)律十分重要，而且對于提高和改進數(shù)值天氣預報模式具有重要意義。因此，通過加強風暴潮統(tǒng)計研究和海上及港口觀測科學試驗，充分利用現(xiàn)有的常規(guī)和非常規(guī)觀測資料以及數(shù)值模擬與診斷分析技術，比較分析相同的風暴潮過程對不同海區(qū)和港口產(chǎn)生的不同影響，深入探討風暴潮的發(fā)生機制等，將豐富渤海風暴潮的研究結果，提高對渤海風暴潮的預測能力以及風暴潮災害性天氣預報水平。

［2］ 王月賓. 渤海西岸致災風暴潮的統(tǒng)計預報模型[J]. 氣象，2007，33(9)：40-46.

［3］ 于宜法，俞聿修. 渤海天文-風暴潮數(shù)值模擬和一種多年一遇極值水位的計算方法[J]. 海洋學報，2003：25(4)：10-17.

Reseach Progress of Bohai Sea Storm Surge

WANG Jianhua1，BU Qingjun2，XU Changyi2
(1.Shuocheng Meteorological Bureau，Shuozhou 036002，Shanxi Province，China；2. Tianjin Binhai Meteorological Bureau，Tianjin 300457，China)

Storm surge is always a focus event. In-depth studies have been made in its characteristics，activities and physical mechanism，especially on Bohai Sea storm surge. This paper briefly reviewed research results of storm surge both in China and in the world and summed up different types of Bohai Sea storm surges and the main factors of its development. On this basis，it discussed problems and research prospects on Bohai Sea storm surge，which will promote futher research and improve the forecast accuracy.

storm surge；Bohai Sea；inducing factor；research advance

P47

A

1006-8945(2014)06-0071-03

2014-05-09